掘進(jìn)工作面供電設(shè)計(jì)

1、實(shí)用文檔掘進(jìn)工作面供電設(shè)計(jì)機(jī)電科目錄一已知資料2.二設(shè)備選用2.1掘進(jìn)工作面設(shè)備選型2.2移動(dòng)變電站選擇2.2.1 計(jì)算公式2.2.2 移動(dòng)變電站的選擇3.2.3 移動(dòng)變電站高壓配電的選擇 4三高壓電纜選擇4.3.1 型號(hào)的確定4.3.1.1 按長(zhǎng)時(shí)允許電流選電纜截面 4.3.1.2 按經(jīng)濟(jì)電流密度初選主截面 53.2 校驗(yàn)5.3.2.1 按長(zhǎng)時(shí)最大允許負(fù)荷電流校驗(yàn)53.2.2 按熱穩(wěn)定條件校驗(yàn)電纜截面63.2.3 按允許電壓損失校驗(yàn)電纜截面 6四低壓電纜的選擇7.4.1 確定型號(hào)7.4.2 選擇并校驗(yàn)7.五 供電系統(tǒng)短路電流計(jì)算（有名制法）8.5.1 短路計(jì)算的原則 8.5.2 短路計(jì)算的過(guò)

2、程9.5.3 所有設(shè)備兩相短路電流統(tǒng)計(jì)表12六保護(hù)裝置的整定.136.1 變壓器保護(hù)裝置的整定 .136.2 控制開(kāi)關(guān)保護(hù)整定1.46.2.1 皮帶電機(jī)控制開(kāi)關(guān)保護(hù)整定（120開(kāi)關(guān)）1 46.2.2 絞車(chē)電機(jī)控制開(kāi)關(guān)保護(hù)整定（80N開(kāi)關(guān)）1 56.2.3 張緊車(chē)電機(jī)控制開(kāi)關(guān)保護(hù)整定（80N開(kāi)關(guān)）1 66.2.4 總開(kāi)關(guān)保護(hù)整定（400饋電開(kāi)關(guān)） 16進(jìn)工作面供電設(shè)計(jì)一已知資料掘進(jìn)工作面所在煤層為出煤，水平為一水平，采區(qū)為一采區(qū)。工作 面走向長(zhǎng)度1600mfc右，傾角39° ,煤層平均厚度6.19m,容重1.4*10 3 3kg/m。礦井井下高壓采用10kV供電，由六聯(lián)巷采區(qū)變電所負(fù)責(zé)

3、向該掘進(jìn) 工作面供電。根據(jù)用電設(shè)備的容量與布置，采用 660V電壓等級(jí)供電， 照明及保護(hù)控制電壓采用127V。二設(shè)備選用1掘進(jìn)工作面設(shè)備選型(1)掘進(jìn)機(jī)，佳木斯煤礦機(jī)械有限公司生產(chǎn)的 EBZ 160型懸臂式 掘進(jìn)機(jī)?？傃b機(jī)功率為246kW其中1臺(tái)截割電動(dòng)機(jī)功率160kW液壓 電機(jī)的功率為75kW額定電壓1140V。(2)帶式輸送機(jī)，焦作市新立康機(jī)械有限公司生產(chǎn)的DSJ802*55帶式輸送機(jī)。功率為2*55kW 工作電壓為660/1140V。2移動(dòng)變電站選擇2.1 計(jì)算公式計(jì)算電力負(fù)荷總視在功率：K" PS )N kVAcos式中：S一所計(jì)算的電力負(fù)荷總的視在功率，kVA工PN 參加計(jì)

4、算的所有用電設(shè)備額定功率之和，kWcos中一參加計(jì)算的電力負(fù)荷的平均功率因數(shù)；K r -需用系數(shù)。Kr按下式進(jìn)行選擇PSKr=0.4+0.6三Pn式中：Ps 最大電機(jī)的功率數(shù)，kVV工Pn 其他參加計(jì)算的用電設(shè)備額定功率之和，kVV2.2 移動(dòng)變電站的選擇移動(dòng)變電站負(fù)荷統(tǒng)計(jì)：供電設(shè)備用電設(shè)備額定功率（kW額定電壓（V）KBSGZY2-T-500/10掘進(jìn)機(jī)EBZ 1602*80+75660帶式輸送機(jī)DSJ80 2*552*55660皮帶張緊電機(jī)7.5660絞車(chē)11660合計(jì)363.5其計(jì)算負(fù)荷為KPN1 363.5S =-N = = 428kVAcos 0.85式中：Kr 需用系數(shù)，取Kr =

5、 1cos* 一加權(quán)平均功率因數(shù)，取 0.85因此選取1臺(tái) KBSGZY2-T-500/10 10000V/690V,額定容量為:500kVA> 428kVA 滿足供電的要求。2.3 移動(dòng)變電站高壓配電的選擇(1)配電裝置額定電壓：選定為10kV。(2)高壓配電裝置額定電流應(yīng)大于變壓器的最大長(zhǎng)時(shí)工作電流。變壓器最大長(zhǎng)時(shí)工作電流即額定電流Ie為:Ie、3 UeSe式中:Se變壓器額定容量，kVA;U e 一變壓器高壓側(cè)額定電壓，kV因此移變高壓開(kāi)關(guān)的選擇:高壓側(cè)額定電流為:IeSe500.3 Ue .3 10=86.6A根據(jù)計(jì)算選擇PJG-100/10Y型高壓真空配電裝置。高壓電纜選擇3.

6、1 型號(hào)的確定3.1.1 按長(zhǎng)時(shí)允許電流選電纜截面向移動(dòng)變電站供電的總負(fù)荷電流:,Kr三R 103 0.72 363.5 103 I max = I ca= :- -3=21.6A3UnC0S：,3 10 103 0.7式中：ER參加計(jì)算的所有用電設(shè)備額定功率之和，kWKr需用系數(shù)，Kr =0.72；cose 一加權(quán)平均功率因數(shù)，取0.7 ;U n=10000V3.1.2 按經(jīng)濟(jì)電流密度初選主截面其經(jīng)濟(jì)截面為：Ae=巫=9.6mm 2Jed 2.25A-電纜主芯截面j-經(jīng)濟(jì)電流密度A/m吊根據(jù)高壓電纜經(jīng)濟(jì)電流密度校驗(yàn) 50mmfe纜能夠滿足要求。經(jīng)濟(jì)電 流密度查表，取Jed=2.25A/mn2

7、。最后選高壓電纜的長(zhǎng)度 230m ,其型號(hào)可選現(xiàn)有 MYPTJ3*50+1*25/3+3*25所用電纜截面偏大，熱穩(wěn)定校驗(yàn)和電壓損失 校驗(yàn)均能通過(guò)時(shí)，滿足使用要求。3.2 校驗(yàn)3.2.1 按長(zhǎng)時(shí)最大允許負(fù)荷電流校驗(yàn)查表得MYPTJ3*50+1*25/3+3*25型電纜的長(zhǎng)時(shí)最大允許負(fù)荷電流Ip=187A而計(jì)算的電纜長(zhǎng)時(shí)最大負(fù)荷電流為：Ica=21.6AIca=21.6A< lp = 187A 滿足要求。3.2.2 按熱穩(wěn)定條件校驗(yàn)電纜截面Ain = Iss工=2749 -025 =14.72<50mr2滿足熱穩(wěn)定要求。 iin ssC93.4式中:tph 短路電流的假象時(shí)間，即熱等

8、效時(shí)間，取 0.25S;電纜熱穩(wěn)定系數(shù)，銅芯橡套電纜 C=93.4。3I ss亳二篇l2749A。（考慮電纜入口處發(fā)生短路時(shí)， 其值最大，也就是最不利的情況。）3.2.3 按允許電壓損失校驗(yàn)電纜截面MYPTJ3*50+1*25/3+3*25 型電纜查表得，cos* = 0.85 時(shí)，50mmi同芯電纜的每兆瓦公里負(fù)荷矩的電壓降為：K=0.48%按公式： U%=KPL 0.48%X 3.99 X 0.23=0.4%<7%式中： U% 高壓電纜線路中的電壓損失百分?jǐn)?shù)。K一每兆瓦公里負(fù)荷矩電纜中電壓損失的百分?jǐn)?shù)，其數(shù)值可查表P電纜輸送的有功功率，MWL電纜線路長(zhǎng)度，km7% 允許電壓損失百分?jǐn)?shù)

9、。綜上所述：所選MYPTJ3*50+1*25/3+3*25型高壓電纜能夠滿足供電的要求。四低壓電纜的選擇4.1 確定型號(hào)選擇的低壓電纜要符合煤礦安全規(guī)程的規(guī)定。根據(jù)電壓等級(jí)、 使用保護(hù)環(huán)境、機(jī)械的工作情況等確定電纜的型號(hào)。4.2 選擇并校驗(yàn)長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流取電動(dòng)機(jī)額定電流，見(jiàn)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表。也可以用下面公 式計(jì)算:-3I = Ica NK=Pn 10，3U n cos n式中:工Pn 參加計(jì)算的所有用電設(shè)備額定功率之和，kVVK r -需用系數(shù)。cosN 參加計(jì)算的電力負(fù)荷的平均功率因數(shù);1）掘進(jìn)機(jī)電纜:ZPNKr 1000152 1 1000x 3U e cos 3 660 0.8= 166.2A文

10、案大全MYP-3*95+1*35屏蔽電纜的長(zhǎng)時(shí)允許載流量為 260A,并考慮其機(jī)械強(qiáng)度，決定電纜選用 MYP-3*95+1*35屏蔽電纜。2）皮帶機(jī)電纜:ZPNKr 1000110 1 1000、.3Uecos/3 660 0.8= 120.3A考慮電纜長(zhǎng)時(shí)允許通過(guò)電流和機(jī)械強(qiáng)度，決定選MYP-3*50+1*16型屏蔽電纜，該型電纜長(zhǎng)時(shí)允許通過(guò)電流為 173A3)絞車(chē)電纜:ZPNKr 10003U ecos 11 1 1000,3 660 0.8二 12A考慮電纜長(zhǎng)時(shí)允許通過(guò)電流和機(jī)械強(qiáng)度，決定選用MYP-3*25+1*16型屏蔽電纜，該型電纜長(zhǎng)時(shí)允許通過(guò)電流為113A4)張緊車(chē)電纜:三 Pn

11、K10007.5 1 1000、,3uecos .3 660 0.8= 8.2A考慮電纜長(zhǎng)時(shí)允許通過(guò)電流和機(jī)械強(qiáng)度,決定選用 MYP-3*25+1*16型屏蔽電纜，該型電纜長(zhǎng)時(shí)允許通過(guò)電流為113A五 供電系統(tǒng)短路電流計(jì)算(有名制法)5.1 短路計(jì)算的原則(1)短路電流計(jì)算時(shí)，其電壓取平均電壓，各電壓等級(jí)的平均電 壓見(jiàn)下表。表：標(biāo)準(zhǔn)電壓等級(jí)的平均電壓值標(biāo)準(zhǔn)電壓/kV0.1270.220.380.661.1403.361035平均電壓U ar /kV0.1330.230.400.691.203.46.310.537(2)短路點(diǎn)的選定綜采工作面供電計(jì)算，選移動(dòng)變電站高壓電纜進(jìn)線端作為短路點(diǎn)， 計(jì)算

12、三相短路電流，校驗(yàn)移動(dòng)變電站的高壓開(kāi)關(guān)的斷流能力； 計(jì)算兩相 短路電流，整定前級(jí)10kV隔爆開(kāi)關(guān)中的繼電保護(hù)裝置。(3)元件電抗的計(jì)算。10kV高壓供電系統(tǒng)，在計(jì)算短路電流時(shí)，忽略短路回路中各元件 的電阻。(4)井下單位長(zhǎng)度電阻與電抗換算表礦用低壓橡套電纜的單位長(zhǎng)度電阻與電抗阻抗Zo( Q /km)截回(mm)4610162535507095120電阻R5.53.6932.1591.3690.86380.61600.44840.31510.23010.18電抗X)0.1010.0950.0920.0900.0880.0840.0810.0780.0750.074礦用鎧裝電纜單位長(zhǎng)度的有效電阻和

13、電抗(Q /km)電纜主芯線截面(mm)銅鋁10kV10kVR0XRX)161.3130.082.2120.08250.84r 0.081.4160.08350.60.081.0090.08500.420.080.7080.08700.3P 0.080.5060.08950.2210.080.3720.081200.1750.080.2950.081500.140.080.2360.081850.1140.080.1910.085.2 短路計(jì)算的過(guò)程(1)移變二次出口端的短路電流Idi計(jì)算系統(tǒng)阻抗變壓器二次電壓690V,容量500kVA,系統(tǒng)短路容量按100MVA+算, 則系統(tǒng)電抗為_(kāi)2 21

14、00MVAXx =且二(069=0."高壓電纜阻抗10kV 電纜長(zhǎng)度 L=0.23km;查表得，R0 =0.588 q /km,x 0 =0.078 q /km;高壓電纜電阻、電抗：Rg=r0l=0.588 0.23=0.135Xg=x 0I =0.078 0.23=0.018變壓器阻抗移動(dòng)變電站的型號(hào)為：KBSGZY2-T-500/10變壓器二次側(cè)電壓為660V,由變壓器性能參數(shù)表可知Uk%=4.5%, APk =3.5kW則變壓器的電阻、電抗:Rt = PkU；N3500WM(0.69kV)2(500kVA)2= 0.0067Xt22Uk% U2v 4.5%x(0.69kV)2

15、100 8TN - 500kVA .=0.043 1則總得電阻和電抗值:ZR -RgRTK20135 0.0067-0.00671?14.52 X 一ZX =Xx -2Kb0 018XT =0.00480.043=0.047914.5則可得短路電流為:I d2)Ue6902« 瓦)2 +(反)2240.0067 2 +0.04792 =7128 A(2)掘進(jìn)機(jī)電機(jī)處短路電流Id2計(jì)算MYP 3X 95+1 x姓纜的電阻、電抗：L=800米，阻抗參數(shù)：R=0.2301 C/km, Xo=0.075C/km田=0.23 X 0.8=0.184 QXgi=0.075 X 0.8=0.06

16、Q則總得電阻和電抗值：ER=0.184+0.0067=0.1907 QEX=0.06+0.0479=0.1079 Q則可得短路電流為：aUe690Id2 1575/2V(工R)2+(ZX)2270.19072 +0.10792(3)皮帶機(jī)電機(jī)處短路電流Id3計(jì)算MYP 3X 50型電纜的電阻、電抗：L=30米，阻抗參數(shù)：R=0.4484c/km, Xo=0.081 Q/kmRg1=0.4484X 0.03=0.0135QXg1=0.081X0.03=0.0024Q則總得電阻和電抗值：E R=0.0067+0.0135=0.0202QE X=0.0479+0.0024=0.0503Q則可得短路電

17、流為：d3二 6365 A6902 .( ER)2 (三X)22 0.02022 0.0503(4)絞車(chē)電機(jī)處短路電流I d4計(jì)算MYP 3X 25型電纜的電阻、電抗：L=100米，阻抗參數(shù)：R=0.8638G/km, Xo=0.088Q/kmRg1=0.8638X 0.1=0.0864QXg1=0.088X0.1=0.0088Q則總得電阻和電抗值：E R=0.0864+0.0067=0.0931QE X=0.0088+0.0479=0.0567Q則可得短路電流為：d42公！R)2 +(1X)26902,0.09312 0.05672= 3165A（3）張緊車(chē)電機(jī)處短路電流Id5計(jì)算MYP 3

18、X 25型電纜的電阻、電抗:L=150米，阻抗參數(shù)：R=0.8638c/km, X=0.088c/kmRgi=0.8638X 0.15=0.13。Xg1=0.088X0.15=0.0132Q則總得電阻和電抗值：E R=0.13+0.0067=0.1367QE X=0.0132+0.0479=0.0611Q則可得短路電流為：d52、.（書(shū)）2 （三X）269020.13672 0.06112= 2305 A5.3所有設(shè)備兩相短路電流統(tǒng)計(jì)表廳P設(shè)備名稱(chēng)兩相短路電流（A）1掘進(jìn)機(jī)15752皮帶機(jī)63653絞車(chē)31654張緊車(chē)2305六保護(hù)裝置的整定6.1變壓器保護(hù)裝置的整定(1)高壓配電箱過(guò)流保護(hù)裝

19、置的整定過(guò)載保護(hù)整定隔爆型高壓配電箱過(guò)載保護(hù)裝置的動(dòng)作電流，按移動(dòng)變電站一次側(cè) 額定電流來(lái)整定，即5002929A,3 10、'、PI Z = IN 二3 Un整定值取29Ao短路保護(hù)整定按躲開(kāi)最大電動(dòng)機(jī)起動(dòng),即采煤機(jī)起動(dòng)，其他電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行來(lái)考慮，其一次側(cè)動(dòng)作電流計(jì)算值為:1.2 1.41.2-Idz=IQN Kx' IN152 5+1 128.5 =72.4 AKt3 10 0.85式中：1.21.4 可靠系數(shù)；IQN 容量最大的電動(dòng)機(jī)的額定啟動(dòng)電流，對(duì)于有數(shù)臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)起動(dòng)的工作機(jī)械，若其總功率大于單臺(tái)起動(dòng)的容量最大的電動(dòng)機(jī)功率時(shí)，IQN則為這幾臺(tái)同時(shí)起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)的額定起

20、動(dòng)電流之和，A；Kx需用系數(shù)，取0.5-1 ;v In 其余電動(dòng)機(jī)的額定電流之和，A；動(dòng)作電流倍數(shù)靠=2.4,取n=3倍校驗(yàn)按移動(dòng)變電站二次出線端最小兩相短路電流校驗(yàn)靈敏系數(shù)， 其最小兩相短路電流為:Km=7128=6.8> 1.5,滿足要求。Idz 14.5 72.4（2）低壓保護(hù)箱中過(guò)流保護(hù)裝置的整定過(guò)載保護(hù)整定其過(guò)電流（速斷）保護(hù)整定值應(yīng)略大于下級(jí)控開(kāi)關(guān)的過(guò)電流（速斷）保護(hù)整定值，同時(shí)應(yīng)滿足靈敏系數(shù)的要求，過(guò)載保護(hù)整定值7 -' Pr - I -3 UN2 cos：'50030.690.85二 490A過(guò)載保護(hù)的整定值取I z =490A短路保護(hù)整定1dz = 1

21、QN 一二 1 N =3 0.69 0.85128.5 152 5 =875A整定值取875Ao動(dòng)作電流倍數(shù)n =875=1.8,取n=2倍490校驗(yàn)：Km =宜=7128=8.1>1.5,滿足要求Idz 8756.2控制開(kāi)關(guān)保護(hù)整定6.2.1 皮帶電機(jī)控制開(kāi)關(guān)保護(hù)整定（120開(kāi)關(guān)）1、整定值：Iz<In （取電動(dòng)機(jī)額定電流的近似值）PNz 3cos UN110.3 0.75 0.66= 128A式中:u n負(fù)何額定電壓，kV;三Pn 設(shè)備的額定功率，kVVcos* 設(shè)備的功率因數(shù)，一般取 0.75。2、靈敏度校驗(yàn):Kmld2)6365=6.2 ,1.28Iz 8 128式中:In 電動(dòng)機(jī)的額定電流，A；I被保護(hù)干線或支線距變壓器最遠(yuǎn)點(diǎn)的兩相短路電流值。6.2.2 絞車(chē)電機(jī)控制開(kāi)關(guān)保護(hù)整定（80N開(kāi)關(guān)）1、整定值：Iz<In （取電動(dòng)機(jī)額定電流的近似值）Iz三Pn11N . 3cos Un 3 0.75 0.66二 13A式中:u n負(fù)何額定電壓，kV;三Pn 設(shè)備的額定功率，kVVcos* 設(shè)備的功率因數(shù)，一般取 0.